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Urano e Nettuno: da gemelli a diversi

Hanno massa e composizione comparabili, ma Urano e Nettuno mostrano anche profonde differenze: uno studio basato su simulazioni cerca di spiegarle.

Tritone, la più grande delle lune di Nettuno, vista dalla Voyager 2.
Tritone, la più grande delle lune di Nettuno, vista dalla Voyager 2. | NASA/JPL-Caltech

Mai studiati da vicino, Urano e Nettuno, sorvolati solo una volta dalla sonda Voyager 2 negli anni Ottanta, sono i pianeti del Sistema Solare più lontani dalla Terra, e sono differenti da ogni altro pianeta del nostro sistema: sono diversi dai pianeti rocciosi (Mercurio, Venere, Terra e Marte) perché sono gassosi, senza una precisa superficie solida, ma per composizione sono diversi anche da Giove e Saturno. Per molto tempo si è ritenuto che Urano e Nettuno fossero molto simili tra loro, con poche differenze: in realtà sembra che non sia così e che, anzi, ci siano tra loro importanti diversità, come spiega uno studio pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

 

InclinazionI diversE. Christian Reinhardt (Università di Zurigo), coordinatore dello studio, afferma che «seppure siano apparentemente simili, tra i due pianeti ci sono notevoli diversità che hanno origini molto lontane nel tempo. Per esempio, Urano e i suoi principali satelliti sono inclinati di 97 gradi rispetto al piano orbitale, ossia il piano sul quale orbitano i pianeti attorno al Sole, e la sua rotazione è retrograda».

Nettuno visto dalla Voyager 2
Nettuno visto dalla Voyager 2. | NASA/JPL-Caltech

Anche i sistemi dei satelliti dei due pianeti sono diversi: «i principali satelliti di Urano si trovano su orbite regolari e inclinate proprio come il pianeta, e questo fa pensare che si siano formati tutti aggregando materiale da un disco di polveri», continua il ricercatore: «Tritone, invece, il più grande satellite di Nettuno, è inclinato di 157 gradi rispetto all'asse di Nettuno, il quale a sua volta è piegato di 30 gradi rispetto al piano dell'orbita.

 

uguali, anzi diversi. Questo dice che, probabilmente, Tritone è stato catturato da Nettuno mentre gli passava relativamente vicino. Riteniamo anche che non sia da escludere che il calore proveniente dall'interno di Urano e Nettuno, e forse anche la loro stessa struttura interna, possano in realtà essere profondamente differenti».

 

Per Alice Chau, dello stesso team di ricerca, «le masse e la composizione comparabili, e la posizione nel Sistema Solare, non spiegano le differenze che si osservano chiaramente, e la cui origine dovrebbe essere riportata ai primordi del Sistema Solare, quando giganteschi impatti trasformarono profondamente quelli che avrebbero invece potuto essere pianeti gemelli. Studi precedenti avevano preso in considerazione solo collisioni che avevano interessato Urano, ma - ancora una volta - le conclusioni non potevano spiegare tutte le differenze osservate. Grazie a complesse simulazioni computerizzate, questo nuovo studio è invece riuscito a considerare una serie di collisioni, che potrebbero avere interessato entrambi i pianeti».

 

Possibili spiegazioni. Con la simulazione, i ricercatori sono partiti da una situazione precedente agli impatti, con i due pianeti molto simili tra loro, dimostrando infine impatti di oggetti di massa da 1 a 3 masse terrestri su Urano e Nettuno, potrebbe infine spiegare le differenze attuali. Nel caso di Urano, la collisione sarebbe stata radente e ciò avrebbe inclinato il pianeta, ma senza conseguenze sull'interno del pianeta stesso.

 

Per quanto riguarda Nettuno, invece, la collisione sarebbe stata frontale e ciò avrebbe modificato le caratteristiche interne del pianeta senza però dare luogo all'espulsione di materiale (com'è successo per la nascita della nostra Luna), e questo spiega perché non diede origine a un disco di materiale capace di dare vita a grandi satelliti su orbite regolari rispetto al pianeta. L'ipotesi di una tale collisione, capace di alterare le profondità del pianeta, è supportata anche dal maggiore flusso di calore osservato per Nettuno. Per capire se questo è ciò che ha effettivamente separato la storia dei due pianeti, la NASA e l'ESA potrebbero inviare una o due sonde in quella regione del Sistema Solare entro la fine di questo decennio.

 

26 febbraio 2020 | Luigi Bignami